15 יונ' 2020


מדענים ממרכז זלוטובסקי למדעי העצב והמרכז הרפואי סורוקה פיתחו יכולת לחזות את הגיל הביולוגי של המוח בהשוואה לגיל הכרונולוגי באמצעות סריקות MRI. קביעת גיל המוח עשויה לשמש כסמן ביולוגי חשוב בהתמודדות עם מחלות ניווניות וניטור התקדמותן

 

עד כמה  תואם גיל המוח לגיל הכרונולוגי שלכם? חוקרים מהאוניברסיטה ומהמרכז הרפואי סורוקה פיתחו כלי חדש שיוכל כעת לספק תשובה לשאלה זו.

אם חשבתם שגיל המוח שלכם בהכרח תואם לגיל גופכם - חשבו שוב. במצב בריאותי תקין, זה אכן המצב, אולם כאשר יש פתולוגיות מוחיות שונות, כגון מחלת אלצהיימר, המוח עלול להראות מבוגר יותר. מחקרים מראים עוד כי פער גדול בין גיל המוח לבין הגיל הכרונולוגי מנבא מחלות. מסיבות אלו קביעת גיל המוח עשויה לשמש כסמן ביולוגי חשוב בהתמודדות עם מחלות ניווניות וניטור התקדמותן.

צוות המחקר פיתח שיטה מבוססת למידה עמוקה לחיזוי גיל המוח על סמך מאגר גדול מאוד של  סריקות MRI מבניות ובדק מה בעצם גורם למוח שלנו להיראות צעיר או מבוגר יותר. ממצאי המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת Human Brain Mapping.

FIGURE 4 בפרסום המאמר
 FIGURE 4 בפרסום המאמר​​

החוקרים אימנו מקבץ של רשתות נוירונים מלאכותיות (Artificial Neural Networks) על 15 מאגרי נתונים פתוחים שכוללים יותר מ-10,000 סריקות  MRI מבניות של מוחותיהם של נבדקים בריאים בגילים 94-4. לאחר שלב אימון האלגוריתם, חזו רשתות הנוירונים את הגיל הכרונולוגי של נבדקים חדשים (שעליהם לא אומנו הרשתות) בטווח סטייה של שלוש שנים.   

שאלה מעניינת נוספת שאותה בחנו החוקרים מתייחסת לזיהוי האזורים האנטומיים שעליהם "הסתמכו" הרשתות בתהליך חיזוי הגיל המוחי. לשם כך, בשלב ההסקה של תהליך הלמידה יצרו החוקרים באמצעות כלים חישוביים "מפות הסבר" שאפשרו להסיק באיזו מידה תרם כל אזור במוח לחיזוי הגיל. מפות אלו נבנו לכל נבדק ושילובן אפשר הסקה מהימנה עבור כלל האוכלוסייה. בדרך זו זיהו החוקרים שחדרי המוח וחללים מוחיים הקרויים ציסטרנות הינם בעלי חשיבות גבוהה בניבוי הגיל הכרונולוגי של המוח. ממצאים חדשים אלה סוללים דרכים חדשות ומעניינות למחקר עתידי.

לדברי החוקרים, "השיטה שלנו מציגה את האפשרות שגיל המוח וסטייתו מהגיל הכרונולוגי יכולים לשמש סמן ביולוגי לבריאות המוח. הממצאים יסייעו להתחקות אחר התפתחות המוח ולספק התראה מוקדמת על מחלות, שהם צעדים חיוניים בפיתוח טיפולים יעילים. בנוסף, סמן ביולוגי כזה יספק תובנות נוספות לגבי האופן שבו מחלות משפיעות על המוח".

במחקר השתתפו הדוקטורנט גדעון לבקוב שהוביל את המחקר, ד"ר גדעון רוזנטל, אשר סיים את לימודי הדוקטורט באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, שניהם מהמחלקה למדעי הקוגניציה והמוח, פרופ' אילן שלף, מנהל מכון הדימות במרכז הרפואי סורוקה, ד"ר תמי ריקלין רביב מבית הספר להנדסת חשמל ומחשבים ופרופ' גליה אבידן מהמחלקות לפסיכולוגיה ולמדעי הקוגניציה והמוח. כולם חברים גם במרכז זלוטובסקי למדעי העצב​ באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.​